材料选用
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关于机械工程中材料选用分析
机械工程中的材料选用分析是指根据机械设备的使用要求和工作环境条件,综合考虑
材料的力学性能、物理性能、化学性能、热学性能等因素,从而选择合适的材料,以满足
机械设备的性能需求。
本文将从如下几个方面进行材料选用分析。
力学性能是材料选用的重要因素之一。
机械工程中,材料要承受各种静态和动态载荷,因此必须具有足够的强度和硬度。
一般来说,机械设备承受的载荷较大,要求材料具有较
高的强度和韧性。
机械设备还要考虑到各种力学特性的匹配,如材料的弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。
在材料的力学性能中,需要综合考虑这些指标,选择适合的材料。
物理性能也是材料选用的重要考虑因素之一。
机械设备在工作过程中,可能需要具备
一些特殊的物理性能,例如热膨胀系数小、导热性能好、电绝缘性等。
对于高速旋转部件,需要选择摩擦系数小、磨损少的材料,以减小能量损耗。
又如在高温环境下工作的机械设备,需要选用耐高温和导热性能好的材料,以保证设备的正常运行。
在选择材料时,需要
根据物理特性的要求,选择合适的材料。
化学性能也是材料选用分析的重要方面之一。
机械设备可能处于恶劣的工作环境中,
如有腐蚀性介质、高湿度环境等。
材料要有良好的化学稳定性,能够抵抗腐蚀和氧化。
在
化工领域中,需要选用耐腐蚀的材料,以保证设备的使用寿命和性能。
在材料的选用时,
需考虑工作环境中的化学因素,选择化学稳定性良好的材料。
工程材料选型与采购指南第1章工程材料基础概念 (4)1.1 材料的分类与特性 (4)1.1.1 金属材料 (4)1.1.2 无机非金属材料 (5)1.1.3 有机高分子材料 (5)1.1.4 复合材料 (5)1.2 材料选型的基本原则 (5)1.2.1 适用性原则 (5)1.2.2 经济性原则 (5)1.2.3 环保性原则 (5)1.2.4 可靠性原则 (5)1.3 材料采购的重要性 (5)1.3.1 保证材料质量 (6)1.3.2 控制工程成本 (6)1.3.3 保证工程进度 (6)1.3.4 提高企业竞争力 (6)第2章金属材料选型与采购 (6)2.1 金属材料的种类与功能 (6)2.1.1 钢铁材料 (6)2.1.2 铝合金材料 (6)2.1.3 铜合金材料 (6)2.2 金属材料的选用标准 (6)2.2.1 使用功能 (6)2.2.2 加工功能 (7)2.2.3 经济性 (7)2.3 金属材料采购策略 (7)2.3.1 市场调查与供应商评估 (7)2.3.2 采购计划与合同管理 (7)2.3.3 质量控制与验收 (7)2.3.4 供应链管理 (7)第3章非金属材料选型与采购 (7)3.1 非金属材料的种类与功能 (7)3.1.1 陶瓷材料 (7)3.1.2 高分子材料 (7)3.1.3 复合材料 (8)3.1.4 玻璃材料 (8)3.2 非金属材料的选用标准 (8)3.2.1 功能要求 (8)3.2.2 使用环境 (8)3.2.3 经济性 (8)3.2.4 可加工性 (8)3.3 非金属材料采购策略 (8)3.3.1 市场调研 (8)3.3.2 选择合格供应商 (8)3.3.3 质量控制 (8)3.3.4 采购数量 (9)3.3.5 价格谈判 (9)3.3.6 供应链管理 (9)第4章复合材料选型与采购 (9)4.1 复合材料的分类与功能 (9)4.1.1 复合材料定义及特点 (9)4.1.2 复合材料分类 (9)4.1.3 复合材料功能 (9)4.2 复合材料的选用标准 (9)4.2.1 使用环境 (9)4.2.2 力学功能要求 (9)4.2.3 成本效益分析 (10)4.2.4 可加工性 (10)4.2.5 质量稳定性 (10)4.3 复合材料采购策略 (10)4.3.1 选择供应商 (10)4.3.2 质量控制 (10)4.3.3 价格谈判 (10)4.3.4 采购合同管理 (10)第5章建筑材料选型与采购 (10)5.1 建筑材料的种类与功能 (10)5.1.1 概述 (10)5.1.2 建筑材料分类 (11)5.1.3 建筑材料功能 (11)5.2 建筑材料的选用标准 (11)5.2.1 建筑材料选用原则 (11)5.2.2 建筑材料选用标准 (11)5.3 建筑材料采购策略 (11)5.3.1 采购计划 (12)5.3.2 供应商选择 (12)5.3.3 价格谈判 (12)5.3.4 合同管理 (12)5.3.5 质量控制 (12)5.3.6 采购风险控制 (12)第6章耐火材料选型与采购 (12)6.1 耐火材料的分类与功能 (12)6.1.1 氧化物耐火材料 (12)6.1.2 非氧化物耐火材料 (12)6.1.3 复合耐火材料 (12)6.2 耐火材料的选用标准 (13)6.2.1 使用温度 (13)6.2.2 腐蚀性 (13)6.2.3 高温强度 (13)6.2.4 热稳定性 (13)6.2.5 经济性 (13)6.3 耐火材料采购策略 (13)6.3.1 选择知名品牌 (13)6.3.2 比较功能与价格 (13)6.3.3 考察供应商实力 (13)6.3.4 质量检测与验收 (13)6.3.5 建立长期合作关系 (13)第7章电气材料选型与采购 (14)7.1 电气材料的种类与功能 (14)7.1.1 导电材料 (14)7.1.2 绝缘材料 (14)7.1.3 磁性材料 (14)7.1.4 发热材料 (14)7.1.5 半导体材料 (14)7.2 电气材料的选用标准 (14)7.2.1 符合国家及行业标准 (14)7.2.2 满足工程需求 (15)7.2.3 优先选用成熟、先进的技术和产品 (15)7.2.4 经济合理 (15)7.3 电气材料采购策略 (15)7.3.1 明确采购需求 (15)7.3.2 选择合格供应商 (15)7.3.3 货比三家 (15)7.3.4 签订正规合同 (15)7.3.5 加强质量监督 (15)7.3.6 优化库存管理 (15)第8章涂料与防腐材料选型与采购 (15)8.1 涂料与防腐材料的种类与功能 (15)8.1.1 涂料种类 (16)8.1.2 防腐材料种类 (16)8.1.3 涂料与防腐材料功能 (16)8.2 涂料与防腐材料的选用标准 (16)8.2.1 符合工程需求 (16)8.2.2 经济性 (16)8.2.3 环保性 (17)8.2.4 施工功能 (17)8.3 涂料与防腐材料采购策略 (17)8.3.1 市场调查 (17)8.3.3 样品测试 (17)8.3.4 货比三家 (17)8.3.5 合同谈判 (17)8.3.6 定期评估 (17)第9章管道材料选型与采购 (17)9.1 管道材料的种类与功能 (17)9.1.1 金属管道材料 (17)9.1.2 非金属管道材料 (17)9.1.3 复合管道材料 (18)9.2 管道材料的选用标准 (18)9.2.1 压力等级 (18)9.2.2 温度等级 (18)9.2.3 腐蚀功能 (18)9.2.4 经济性 (18)9.2.5 施工及维护 (18)9.3 管道材料采购策略 (18)9.3.1 市场调研 (18)9.3.2 供应商选择 (18)9.3.3 质量控制 (18)9.3.4 采购合同管理 (19)9.3.5 采购成本控制 (19)第10章采购管理与质量控制 (19)10.1 采购管理的要点与流程 (19)10.1.1 采购管理的重要性 (19)10.1.2 采购管理的要点 (19)10.1.3 采购流程 (19)10.2 材料质量控制方法 (19)10.2.1 质量控制的重要性 (19)10.2.2 材料质量控制方法 (20)10.3 供应链管理与优化策略 (20)10.3.1 供应链管理的重要性 (20)10.3.2 供应链管理策略 (20)10.3.3 供应链优化策略 (20)第1章工程材料基础概念1.1 材料的分类与特性工程材料可根据其化学成分、物理功能及用途等方面进行分类。
工程材料的选用原则-概述说明以及解释1.引言1.1 概述工程材料的选用原则是在工程建设过程中十分关键的环节,它直接影响着工程的质量、安全和可持续性发展。
合理选择适当的工程材料可以确保工程的稳定性、耐久性和经济效益。
工程材料的选用原则涉及到多方面的考虑因素,如材料的物理特性、化学性质、机械性能以及环境适应性等。
首先,工程材料的物理特性是考察材料是否适合特定工程环境的重要因素。
例如,在高温环境下,材料的热膨胀系数应与周围环境相匹配,以避免产生应力集中导致材料的开裂或变形。
其次,化学性质决定了材料的耐腐蚀性能和化学稳定性,尤其在某些特殊工况下,如海洋环境或化工厂等,对材料的耐蚀性要求特别高。
再者,工程材料的机械性能,包括强度、刚度、韧性等,决定了材料在工程中承受荷载的能力和变形行为。
最后,材料的环境适应性意味着材料在不同环境条件下的使用寿命和性能变化情况,例如对温度、湿度、光照等环境因素的适应能力。
对这些因素的综合考虑可以为工程师们提供更好的材料选择方案。
在选材原则中,还应考虑到工程的可持续性和环境保护,选择符合节能减排和资源利用效率的材料。
此外,经济性也是选材原则中必不可少的一个重要因素,不仅包括材料本身的成本,还应考虑到其加工成本、维护成本以及整体的工程成本。
综上所述,工程材料的选用原则应综合考虑材料的物理特性、化学性质、机械性能、环境适应性以及经济性等方面的因素,同时也应注重工程的可持续性和环境保护,以确保工程的质量和持久性。
随着科技的不断发展和创新,未来的工程材料选用将会面临更多新的挑战和机遇,我们可以期待更具创新性和可持续性的工程材料的涌现和应用。
文章结构是一个长文的骨架,它有助于读者理解文章的整体框架和内容安排。
本文按照以下结构展开:1. 引言1.1 概述:介绍工程材料选用原则的重要性和必要性。
解释合理选择工程材料对于工程建设的影响,并引出接下来的内容。
1.2 文章结构:本部分。
概述文章的大纲和目录,为读者提供整篇文章的结构,使其更好地理解文章的框架。
绿色建筑材料的选用有哪些原则在当今追求可持续发展和环保理念的时代,绿色建筑材料的应用越来越受到重视。
绿色建筑材料不仅对环境友好,还能为居住者提供更健康、舒适的生活空间。
然而,在众多的绿色建筑材料中进行选择并非易事,需要遵循一定的原则,以确保所选材料真正符合绿色建筑的要求和目标。
一、环保性原则环保性是选用绿色建筑材料的首要原则。
这意味着材料在生产、使用和废弃处理的整个生命周期中,对环境产生的负面影响应尽可能小。
首先,要关注材料的生产过程。
优先选择那些采用清洁生产技术、减少能源消耗和污染物排放的材料。
例如,某些新型的水泥生产工艺能够显著降低二氧化碳的排放量,减少对大气的温室效应。
其次,材料在使用过程中不应释放有害物质。
比如,一些劣质的板材可能会释放甲醛等挥发性有机化合物(VOCs),对室内空气质量造成严重污染,影响人体健康。
因此,应选择符合国家标准,甚至更严格的环保标准的板材。
另外,材料在废弃后应易于回收和再利用,或者能够自然降解,不对环境造成长期的污染负担。
像金属材料通常具有较高的回收价值,而一些生物基材料如竹材,在废弃后能够较快地自然分解。
二、健康性原则绿色建筑材料的选用必须考虑对居住者健康的影响。
居住环境的健康直接关系到人们的生活质量和身体状况。
选择具有良好的室内空气质量调节功能的材料至关重要。
例如,具有呼吸功能的涂料可以调节室内湿度,防止霉菌生长。
一些天然的纤维材料如羊毛地毯,能够吸收空气中的灰尘和过敏原,改善室内空气的清洁度。
同时,要避免选用可能引发过敏或其他健康问题的材料。
某些化学合成的纤维可能会刺激皮肤,引起过敏反应。
此外,隔音和隔热性能良好的材料也有助于创造一个安静、舒适的居住环境,减少噪音和温度波动对人体的不良影响,从而保障居住者的身心健康。
三、耐久性原则耐久性是衡量绿色建筑材料性价比的重要指标。
具有较长使用寿命的材料可以减少维修和更换的频率,从而降低资源消耗和废弃物产生。
优质的绿色建筑材料应具备抵抗自然环境侵蚀、化学腐蚀和机械磨损的能力。
施工材料选用与采购注意事项施工材料的选用与采购在建筑工程中起着至关重要的作用。
选用合适的材料可以保证工程的质量和安全,而采购注意事项的合理执行则可以确保施工进度的顺利进行。
本文将从材料选用和采购注意事项两个方面进行论述。
一、材料选用1.质量可靠在选用施工材料时,首要考虑的是其质量可靠。
质量可靠的材料能够保证工程的稳定性和安全性。
因此,在选购材料时,应选择有信誉的供应商,并查看其相关资质和证书。
另外,可以通过参考其他工程项目的经验,选择被广泛应用并且质量可靠的材料。
2.适用性强施工材料的适用性也是选用的重要因素之一。
不同的工程项目需要使用不同的材料,因此,在选用材料时要考虑其适用性。
例如,在选择混凝土时,要考虑到工程的强度要求、施工环境和使用条件等因素,选用相应的混凝土等级和配合比。
3.经济合理经济合理性也是选用施工材料时需要考虑的因素之一。
在选购材料时,应综合考虑其价格、质量和性能等因素,选择性价比较高的材料。
同时,还要注意材料的耐久性和维护成本,以降低后期维护和修复的费用。
二、采购注意事项1.合同签订在进行材料采购时,应与供应商签订采购合同。
合同中应明确双方的权利和义务,包括材料的规格、数量、价格、交付时间等内容。
同时,还应明确质量验收标准和索赔条款等,以确保供应商按照合同要求提供材料。
2.供应商选择选择合适的供应商也是材料采购的关键。
应选择有良好信誉和经验丰富的供应商,以确保供应的材料质量可靠。
可以通过查阅供应商的资质证书、参观其生产基地和与其合作的工程项目等方式进行评估。
3.质量控制材料的质量控制是材料采购中的关键环节。
应建立严格的质量控制体系,包括对材料的抽样检测、验收标准的制定和质量记录的保存等。
同时,还应定期对供应商进行质量评估和监督,确保其提供的材料符合要求。
4.交付与验收材料的交付与验收是采购过程的最后一步。
在材料交付时,应核对材料的规格、数量和质量等,确保与合同一致。
在材料验收时,应按照合同和验收标准进行检查,并记录验收结果。
为了避免因类似材料问题的再次出现,现将我对金属材料的一些常规知识以及材料的一般选用原则的心得体会写出来,与各位同仁一起交流和分享。
一、金属材料的性能材料的性能主要包括力学性能、化学性能和加工工艺性能。
材料的主要力学性能——抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率、硬度、冲击韧性;材料的化学性能——耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性;材料的加工工艺性能——铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理工艺性能、冷加工工艺性能。
材料的工艺性在判断加工可能性方面起着重要的作用。
铸造工艺性——指材料的液态流动性、收缩率、偏析程度及产生缩孔的倾向性等。
锻造工艺性——指材料的延展性、热脆性及冷态和热态下塑性变形的能力等。
焊接工艺性——指材料的焊接性能及焊缝产生裂纹的倾向性等。
热处理工艺性——指材料的可淬性、淬火变形倾向性及热处理介质对它的渗透能力等。
冷加工工艺性——指材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度及切削后可能达到的表面粗糙度等。
二、材料的一般选用原则1、材料的化学性能和耐腐蚀性能能满足工况介质的要求;2、材料的加工工艺性能能满足设计的要求;3、材料有好的性价比,经济效果明显。
三、材料的耐腐蚀性及耐蚀材料选择1、金属的腐蚀类型及特征:在腐蚀介质中选材时往往涉及的是材料的耐腐蚀性。
金属材料的腐蚀类型及特征如下表所示:金属材料的腐蚀类型及特征腐蚀类型特征均匀腐蚀在金属材料的整个暴露表面或大面积上均匀地发生化学和电化学反应,金属宏观变薄。
是常见的腐蚀现象。
晶间腐蚀沿金属晶粒边界发生腐蚀现象,主要特点是金属外部尺寸不变,大多数仍保持金属光泽,但金属的强度和延性下降,冷弯后表面出现裂缝。
选择性腐蚀合金中某元素或某组织在腐蚀过程中选择性地受到腐蚀例如:铬锰钼氮双相钢在工业醋酸中发生的奥氏体选择性腐蚀。
应力腐蚀开裂金属在持久à-应力和特定的腐蚀介质联合作用下出现的脆性开裂特点是出现腐蚀裂缝甚至断裂,裂缝的起源点往往在点腐蚀小空或腐蚀小坑的底部,裂纹扩散有沿晶、穿晶和混合型三种,断口具有脆性断裂的特征。
施工中材料的选用与保护施工中的材料选择和保护是建筑施工中重要的环节。
合理的材料选择能够保证施工的质量和工期,而正确的材料保护则能延长材料的使用寿命,经济合理地利用建筑内外部分资源。
一、施工中材料的选择1.混凝土混凝土是建筑中最常见的建筑材料,在选择混凝土材料时,需要考虑强度等级、抗渗性等重要指标,并对混凝土密度和松散度进行检测,确保施工中使用的混凝土的质量符合要求。
2.钢筋钢筋是构造骨架的重要组成部分,选择钢筋时需要考虑材料的内在质量和使用寿命。
对钢筋进行热处理可以提高钢筋的硬度和耐久性,使其更加适合长期承载和抵御外部环境的侵蚀。
3.玻璃在选择玻璃材料时,需要考虑透明度、抗撞击性、隔热性等参数。
高端玻璃材料还具有防火、防弹、防紫外线等功能。
此外,还要考虑玻璃与周围环境的协调性和美观度。
4.墙体材料墙体材料包括石材、红砖、瓦片等。
选择墙体材料时,需要考虑保温性、吸声性、防火性、防水性等重要指标,并结合建筑风格、环境气候等因素综合选取。
二、施工中材料的保护建筑材料的保护是建筑施工中重要的环节,正确的保护措施能够延长材料的使用寿命,避免出现不必要的浪费和损失。
1.混凝土的保护混凝土的保护工作是施工中的重中之重,主要包括:(1)及时覆盖保护新浇混凝土,防止日晒雨淋或受到外力冲击损伤;(2)施工期间应保持基底湿润,防止外部环境对混凝土的损伤和侵蚀。
2.钢材的保护钢材常常受到外部环境的侵蚀和氧化,对钢材的保护工作包括:(1)在钢材表面涂上保护漆或油漆等防腐剂;(2)妥善存放钢材,避免受到潮湿、高温等环境造成的损伤;(3)对已经生锈的钢材可以进行磨砂处理和喷涂保护漆等工艺,以恢复原有的耐久性和功能。
3.玻璃的保护玻璃的保护工作主要是保持玻璃表面的清洁和整洁,避免因为沾污或划痕等原因影响玻璃的透明度和美观度。
4.墙体材料的保护墙体的保护工作主要是对外包墙面的涂料、防水层等进行保养和修复。
墙面涂料可选用防水、防火、吸声、隔热、防霉等多种材料,确保墙面长期延续原有的美观度和功能。
塑料材料的选用范文塑料是一种广泛使用的材料,其在各个行业中都有着重要的应用。
塑料的选择是基于其特定的性能和需求。
在选择塑料材料时,需要考虑以下几个方面:1.物理性能:物理性能包括塑料的强度、硬度、韧性、耐磨性和耐寒性等。
根据具体应用需求,选择具有适当物理性能的塑料材料。
例如,如果需要强度和硬度较高的材料,可以选择工程塑料如尼龙或聚对苯二甲酸乙二酯(PET);如果需要柔韧性较好的材料,可以选择聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)。
2.化学性能:化学性能包括塑料的耐腐蚀性、耐化学药品性和耐老化性等。
根据具体使用环境和接触物质,选择具有适当化学性能的塑料材料。
例如,如果需要耐腐蚀性较好的材料,可以选择聚四氟乙烯(PTFE)或聚丙烯(PP);如果需要耐化学药品性较好的材料,可以选择聚苯乙烯(PS)或聚碳酸酯(PC)。
3.热性能:热性能包括塑料的耐高温性和耐低温性。
根据具体的工作温度要求,选择具有适当热性能的塑料材料。
例如,如果需要耐高温性较好的材料,可以选择聚酰胺类塑料如尼龙或聚苯醚(PPE);如果需要耐低温性较好的材料,可以选择聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)。
4.成本因素:塑料的成本也是选择的一个重要考虑因素。
根据自己的预算,选择适当的塑料材料。
一般来说,普通的塑料材料如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)相对成本较低,而工程塑料如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或尼龙的成本较高。
5.环境因素:塑料的环境影响也需要考虑。
一些塑料材料具有较好的可再生性或可降解性,对环境影响较小。
例如,聚乳酸(PLA)是一种可降解的塑料材料,适用于一次性食品包装等需求。
6.加工性能:塑料的加工性能也是选择的一个重要因素。
根据具体的加工方式和需求,选择具有适当加工性能的塑料材料。
例如,如果需要注射成型加工,可以选择具有较好流动性的塑料材料。
如果需要挤出加工,可以选择具有良好塑性变形性能的塑料材料。
综上所述,选择塑料材料需要综合考虑物理性能、化学性能、热性能、成本因素、环境因素和加工性能等多个因素。
材料选用及加工工艺流程材料选用是制定加工工艺流程的重要一环。
正确选择合适的材料可以确保产品的性能和质量。
以下是关于材料选用及加工工艺流程的详细介绍:一、材料选用1.根据产品的使用环境和要求选择合适的材料。
例如,如果产品需要在高温环境下工作,那么应选择能够耐高温的材料,如镍基合金等;如果产品需要有较高的强度和硬度,可以选择使用钢材等。
2.考虑材料的成本因素。
在选择材料时,除了考虑产品的性能和质量要求外,还需要综合考虑成本因素。
一般来说,成本较低的材料更受到制造商的青睐。
3.考虑加工性能。
材料的加工性能将直接影响到产品的制造过程和成本。
因此,在选择材料时,需要考虑其可加工性,包括切削性能、成形性能、焊接性能等。
1.设计产品结构和尺寸。
在制定加工工艺流程之前,需要根据产品的功能和性能要求设计产品的结构和尺寸。
这将为后续的加工提供基础。
2.原料准备。
在加工工艺流程开始前,需要对所选材料进行原料准备。
这包括原材料的切割、锻造、热处理等过程。
3.加工工艺选择。
根据产品的特点和要求,选择合适的加工工艺。
常见的加工工艺包括铸造、锻造、机械加工、焊接、热处理等。
4.加工操作。
根据所选加工工艺,进行相应的加工操作。
这包括铸造时的熔化、浇注、冷却;锻造时的锻造、成形;机械加工时的铣削、车削、磨削等。
5.修整和检测。
在加工完成后,需要对产品进行修整和检测。
修整是为了使产品达到预期的尺寸和形状要求,而检测是为了确保产品的性能和质量。
6.表面处理。
根据产品的要求,对产品进行表面处理。
常见的表面处理包括镀层、喷涂、抛光等。
7.组装和包装。
对加工后的产品进行组装和包装。
组装是将多个部件组装在一起,形成最终的产品;包装是为了保护产品在运输和储存过程中不受损坏。
综上所述,材料选用及加工工艺流程对于产品的性能和质量起着至关重要的作用。
正确选择合适的材料,合理制定加工工艺流程,可以确保产品制造的顺利进行,并且最终获得符合要求的产品。
工艺加工流程可以根据不同的产品和要求进行调整和改进。
管道器材选用6.1管子 6.1.1 焊接钢管 6.1.2 无缝钢管6.2管件 6.2.1连接形式 6.2.2对焊管件 6.2.3承插焊和螺纹连接管件 6.2.4 常用管件标准6.3 法兰及紧固件 6.3.1法兰 6.3.1法兰 6.3.2螺栓/螺母6.3.3垫片6.4阀门及其它管道设备 6.4.1阀门的质量要求 6.4.2阀门型式的选用6管道器材选用压力管道的管子及其元件的选用包括应用标准、材料标准、结构形式、连接形式等内容的选定。
它是管道压力等级内容的延伸。
压力管道的介质、操作条件种类繁多,在这里不可能对各种情况都给出选用的标准,只能给大家一个思路,在具体的设计工作中还要具体分析并注意总结经验。
6.1管子管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件,它的重量占整个压力管道的近2/3,而投资则占近3/5。
因此,管子选的好与坏、是否经济合理,直接影响着石油化工生产装置的安全和基建投资费用。
在我国的钢管制造标准中,有结构用钢管和流体输送用钢管之分。
结构用钢管:主要用于一般金属结构如桥、梁、钢构架等,它只要求保证强度与刚度,而对钢管的严密性不作要求。
流体输送用钢管:主要用于带有压力的流体输送,它除了要保证有符合相应要求的强度与刚度外,还要求保证密闭性,即在出厂前要求逐根进行水压试验。
对压力管道来说,它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质,故应选用流体输送用钢管。
在实际的工程设计、采购和施工中,经常发现有用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象,这是不允许的。
6.1.1焊接钢管常用的焊接钢管标准有:GB/T3091《流体输送用焊接钢管》GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》HG50237.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》目前,常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为:连续炉焊(锻焊)钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。
a.连续炉焊(锻焊)钢管连续炉焊(锻焊)钢管是在加热炉内对钢带进行加热,然后对已成型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。
特点:生产效率高,生产成本低;但焊缝质量差,综合机械性能差。
材料牌号:Q195A、Q215A、Q235A三种用途:适于设计温度为0~100℃、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。
标准:GB/T3091《流体输送用焊接钢管》b.电阻焊钢管电阻焊钢管是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的,带有一条直焊缝的钢管特点:生产效率高,自动化程度高,焊后的变形和残余应力较小。
设备投资高,对焊接接头的质量要求也比较高。
由于接头处难免有杂质存在,所以接头塑性和冲击韧性较低。
标准:SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》材料牌号:Q195A、Q215A、Q235A三种用途:适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、采暖蒸汽等标准:GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》材料牌号:L 175、L210,L245,L290,L320,L360,L450等15种用途:石油天然气工业中可燃流体和非可燃流体(中、低压)c.电孤焊钢管电孤焊钢管是通过电弧焊焊接方法生产的钢管。
特点:接头达到完全的冶金结合,接头的机械性能能够完全达到或达到母材的机械性能。
在经过适当的热处理和无损检查之后,电弧焊直缝钢管的使用条件可达到无缝钢管的使用条件而取代之。
螺旋缝钢管材料牌号: Q195、Q215、Q235三种用途:适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、采暖蒸汽等标准:SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》直缝钢管材料牌号: 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2共12种用途:设计压力小于5.0MPa,焊缝系数小于1.0时,不宜用于极度或高度危害介质标准:GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》 HG50237.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》6.1.2 无缝钢管无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。
必要时,热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。
目前,无缝钢管(DN15-600)是石油化工生产装置中应用最多的管子。
a.碳素钢无缝钢管材料牌号: 10、20、09MnV、16Mn共4种标准:GB8163《流体输送用无缝钢管》GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》GB9948《石油裂化用无缝钢管》GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》GB5310《高压锅炉用无缝钢管》GB/T8163:材料牌号:10、20、09MnV、16Mn适用范围:设计温度小于350℃、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质GB6479:材料牌号:10、20G、16Mn共3种适用范围:设计温度-40~400℃、设计压力10.0~32.0MPa的油品、油气GB9948:材料牌号:10、20共2种适用范围:不宜采用GB/T8163钢管的场合。
GB3087:材料牌号:10、20共2种适用范围:低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等GB5310:材料牌号:20G 1种适用范围:高压锅炉的过热蒸汽介质检验:一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。
GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管,除了流体输送用钢管必须进行的试验外,还要求进行扩口试验和冲击试验;这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。
GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。
GB3087标准的钢管,除了流体输送用钢管的一般试验要求外,还要求进行冷弯试验。
GB/T8163标准的钢管,除了流体输送用钢管的一般试验要求外,据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。
这两种管子的制造要求不如前三种严格。
制造:GB/T/8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼,其杂质成分和内部缺陷相对较多。
GB9948多采用电炉冶炼。
大多加入了炉外精炼工艺,成分和内部缺陷相对较少。
GB6479和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求,其杂质成分和内部缺陷最少,材料质量最高。
上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序:GB/T8163<GB3087<GB9948<GB5310<GB6479选用:一般情况下,GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下;对于油品、油气介质,当其设计温度超过350℃或压力大于10.0MPa时,宜选用GB9948或GB6479标准的钢管;对于临氢操作的管道,或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道,也宜使用GB9948或GB6479标准。
凡是低温下(小于-20℃)使用碳素钢钢管应采用GB6479标准,只有它规定了对材料低温冲击韧性的要求。
GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。
《锅炉安全监察规程》强调指出,凡与锅炉相连的管子都属监察范围,其材料与标准的应用都应符合《锅炉安全监察规程》的规定,故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统供给)等都应采用GB3087或GB5310标准。
**值得注意的是,质量好的钢管标准,钢管的价格也比较高,如GB9948比GB8163材料的价格高近1/5,因此,在选用钢管材料标准时,应依据使用条件综合考虑,既要可靠又要经济。
b.铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管石油化工生产装置中,常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有:GB9948《石油裂化用无缝钢管》GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》GB5310《高压锅炉用无缝钢管》GB9948包含的铬钼钢材料牌号:12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4种GB6479包含的铬钼钢材料牌号:12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3种GB5310包含的铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号:15MoG、20MoG、12CrMoG 、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6种c.不锈钢无缝钢管常用的不锈钢无缝钢管标准有:GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。
其中,后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号,而且是不常用的材料牌号。
因此,当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时,基本上都选用GB/T14976和GB13296标准。
GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》:材料牌号:0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等共19种适于一般流体的输送。
GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》:材料牌号:0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等共25种※“304”代号为ASTM标准中的对应牌号※其中超低碳不锈钢(00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni10)具有优良的抗腐蚀性能,在一定条件下,可代替稳定型不锈钢(0018Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb)用于抗介质的腐蚀;※超低碳不锈钢高温机械性能较低,一般仅用于温度低于525℃的条件下;※稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能,又有较高的高温机械性能,但0Cr18Ni10Ti中的Ti在焊接过程中易被氧化而失掉,从而降低了其抗腐蚀性能,其价格较高,这类材料一般用在较重要的场合。
※0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2具有一般的抗腐蚀性能,价格便宜,因此被广泛应用。
6.2管件常用的管件有:弯头、三通、异径管(大小头)、管帽、加强管嘴、加强管接头、异径短节、螺纹短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、水喷头、管箍等。
管道的拐弯以前由现场煨制,该方法劳动强度大、效率低,,材料的组织状态和性能也不好,而且往往因管壁厚减薄而导致拐弯处成为整个管道的薄弱环节;管道的分支一般是在管子上直接开孔连接,此处有时虽然进行补强,但.焊缝一般为角焊缝,受力状况不好,焊缝质量也不易控制,因此,该处往往也成为管道的薄弱环节。
采用管件后,较好地解决了上述问题。